Sinyal Transdüksiyonun I

Hücreler Arası İletişim 1(Sinyal İletimi 1)

Yrd. Doç. Dr. İzzet YELKOVANMart 2006

SİVAS

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

Fig. 7.2c (TEArt)Fig. 7.2c (TEArt)

Endokrin Sinyal İletimi

Endokrin Bez Tarafından Hormon (ligand) Kana Salgılanır

Kan Damarı

Uzaktaki Hedef Hücreler

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

Fig. 7.2b (TEArt)Fig. 7.2b (TEArt)

Parakrin Sinyal İletimi

Komşu Hedef Hücreler

Salgı Hücresi

Fig. 7.2d (TEArt)Fig. 7.2d (TEArt)

Sinaptik Sinyal İletimi

Sinir Hücresi

Neurotransmitter

Sinaptik Açıklık

Hedef Hücre

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre- hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller.

External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve neurohormonlar).(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok büyüme faktörü).(4) Hücre- hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan moleküller..

Hücre- hücre

Geçit Bölgesi

Gap Junction

Koneksinler

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

Özet

(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler

(hücresel yanıt).(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.

• Sinyal transdüksiyonu bilginin, hücre dışından sitoplazmaya veya çekirdeğe taşınması için gerçekleşen moleküler olayların tamamıdır.

• Amplifikasyon (zaman ve nitelik) ikinci haberciler aracılığı ile sinyallerin amplifikasyonu (genellikle küçük moleküllerin turnover’leri oldukça hızlıdır)

Çoklu kontrol sinyal

Algılama - Kabul etme

Transduksiyon

Hücresel yanıtlar

Amplifikasyon

Sinyal molekülü

Reseptörproteini

Aktifadenilat siklaz

Amplifikasyon

Amplifikasyon

Amplifikasyon

Amplifikasyon

GTP G protein

2

1

3

4

5

6

7

Enzimatik ürünler

Enzim

Proteinkinaz

cAMP

İnaktif Adenilat

siklaz

• Hücresel yanıtlar özellikle sinyal iletim yollarının (pathway) açılması ile aşağıdaki hücresel değişikliklere neden olabilir:

• hücre döngüsü ilerleyişi • gen ekspresyonu • protein trafik• hücre göçü• hücre iskeleti mimarisi• hücresel konumlanma• metabolizma• hücresel kalımlılık

Asetilkolin (neurotransmitter’den biri)

(a)Kalp kas hücresi: kontraksiyon (kasılma) gücünde ve oranında azalma

(b) iskelet kas hücresinde: kontraksiyon(c) düz kas hücresinde: relaksiyon (d) tükrük bezi hücresinde: salgı salgılama

Farklı hücreler aynı sinyal molekülüne farklı yanıtlar üretebilirler

ReseptörlerHücre Yüzey ReseptörleriHücre İçi Reseptörler

Sitozolik ReseptörlerÇekirdek İçi Reseptörler ?

Matriks?Kromatin- DNA?

Transkripsiyon-Aktive Edici Domain

Sinyal Molekül

Sinyal MolekülBağlanma Yeri

Inhibitör Protein

DNA Bağlama Domaini

Sinyal MolekülBağlama Domaini

Reseptörler

Hücre Yüzey Reseptorleri (almaçları) dört farklı grupta toplanmışlardır.

1- Enzim Reseptörler2- Enzimli Bağlı Reseptörler3- Iyon-kanalı bağlı reseptörler4- G-protein bağlı reseptörler

Reseptörler

1- Enzim ReseptörlerProtein kinase reseptörleri (PKR)

Inaktif enzim

Ligand Hücre zarı

Reseptör tipleri

Ligand

Aktif enzim

1- Enzim ReseptörlerProtein kinase reseptörleri (PKR)

Reseptör tipleri

Fig. 7.5b (TEArt)Fig. 7.5b (TEArt)

Enzimik reseptörler

Sinyal- Ligand

İnaktif KatalitikDomain

Aktif KatalitikDomain

1- Enzim Reseptörler

Reseptör tipleri

2- Enzim Bağlı Reseptörlersitokin reseptörler, büyüme hormonu reseptörleri ve interferonlar gibi

İnaktif enzim

Reseptör tipleri

Aktif enzim

Reseptör tipleri

2- Enzim Bağlı Reseptörlersitokin reseptörler, büyüme hormonu reseptörleri ve interferonlar gibi

2- Enzim Bağlı Reseptörler

6 6 grubu vardır (subfamilya)grubu vardır (subfamilya)

ReRessepteptöör Tr Tiirosin Kinarosin Kinazlarzlar TTiirosin Kinarosin Kinazz Associated Re Associated Ressepteptöörrlerler ReRessepteptöör-r-benzeribenzeri T Tiirosin rosin FFososffataatazlarzlar ReRessepteptöör Serin/Treonin Kinar Serin/Treonin Kinazlarzlar ReRessepteptöör Guanr Guaniilliil l SikSiklalazlarzlar Histidin-KinaHistidin-Kinazz Associated Re Associated Ressepteptöörrlerler

Reseptör tipleri

3- Iyon-kanalına bağlı reseptörlerneurotransmitter-geçitli iyon kanalları

İyonlar

Reseptör tipleri

3- Iyon-kanalına bağlı reseptörlerneurotransmitter-geçitli iyon kanalları

Reseptör tipleri

Reseptör tipleri

3- Iyon-kanalına bağlı reseptörlerneurotransmitter-geçitli iyon kanalları

Fig. 7.5a (TEArt)Fig. 7.5a (TEArt)Sinyal İyonlar

3- Iyon-kanalı bağlı reseptörler

4- G-protein- bağlı reseptörlerepinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri

G protein

Reseptör tipleri

NH2

Ligand bağlanma yeri

COOH

G-protein- bağlanma yeri

Enzim

Enzim

Reseptör tipleri

4- G-protein- bağlı reseptörlerepinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri

Enzim

Aktif G protein

Reseptör tipleri

4- G-protein- bağlı reseptörlerepinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri

enzim

Reseptör tipleri

4- G-protein- bağlı reseptörlerepinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri

Aktif enzim

Reseptör tipleri

4- G-protein- bağlı reseptörlerepinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri

Fig. 7.5c (TEArt)Fig. 7.5c (TEArt)

G protein AktifG protein İnaktif Enzim

ya daiyon kanalı

Aktif Enzim ya daİyon Kanalı

G-protein bağlı receptor

4- G-protein bağlı reseptörler

Sinyal Transdüksiyonunda

Geri Dönüşümlü Fosforilasyon Önemli Bir Rol Oynar

• Hücre içi sinyal iletim pathway’leri protein kinaz’lar ve

protein fosfataz’ların oluşturduğu ve yönlendirdiği

fosforilasyon cascade’lerdir.

Bunlar hücredeki düğme-anahtarlardır

İlke (Prensip)

Protein kinazlar proteinleri fosforile ederler.

ProteinKinaz

ATP Protein ADP

P

Kinazlar & Fosfatazlar

ProteinKinaz

ATP Protein ADP

P

ProteinP

FosfatazProtein P

Protein kinazlar proteinleri fosforile ederler. Protein fosfatazlar proteinleri defosforile ederler.

Kinazlar & Fosfatazlar

• İnsanlarda 500’den fazla protein kinaz ve 100’den fazla protein tirosin fosfataz bulunur.

• Evrimsel açıdan iyi korunmuşlardır ve amino asit dizilimleri ve protein işlevleri tanımlanmıştır.

protein kinazlar

1-Ser/Thr spesifik protein kinazlar2-Tyr spesifik protein kinazlar 3-Histidin spesifik protein kinazlar (Lys ve Arg den de yapan enzimler vardır)4-Aspartat veya glutamat spesifik protein kinazlar

Deneysel Protein Kinaz(İn vitro)

Metod

• Protein kinaz

• Substrat

• ATP (radyoaktif ATP kullanılabilir, [32P]--ATP)

• Mg2+

• Tampon

Aktiviteleri protein kinazlar Aktiviteleri protein kinazlar tarafından düzenlenen moleküllertarafından düzenlenen moleküller

Enzimler : Enzimler : sinyal transdüksiyon enzimleri veya ara sinyal transdüksiyon enzimleri veya ara metabolizma enzimlerimetabolizma enzimleri

Adaptör ProteinlerAdaptör Proteinler Sinyal ProteinleriSinyal Proteinleri Transkripsiyon FaktörleriTranskripsiyon Faktörleri İyon Kanallarıİyon Kanalları Transmembran ReseptörlerTransmembran Reseptörler Ribozomal Proteinler (S6)Ribozomal Proteinler (S6) Yapısal ProteinlerYapısal Proteinler Transport ProteinleriTransport Proteinleri

(A) Ekstrasellüler bölge

- Ligand bağlanır.

-Yüzlerce amino asit uzunluğunda ve çeşitli yapısal dizi motifleri taşır.Ör. Ig benzeri domainler,lösince zengin domainler.

-Çoğu reseptör PTK’lar N- ve O- bağlı olarak modifiye haldedir.

C

N

Reseptörler

(B) Transmembrane bölge

-Reseptör PTK’ların tümü tek bir transmembran bölge taşır.

-Transmembran bölgeyi birkaç bazik amino asit izler.

C

N

Reseptörler

(C) Sitoplazmik bölge

• juxtamembrane bölgeyi oluşturur.

C

N

Reseptörler

(C) Sitoplazmik bölge

-juxtamembrane bölgeyi oluşturur.

-Bunu protein kinaz catalitik domain izler (PTK),

C

N

Reseptörler

(C) Sitoplazmik bölge

-- juxtamembrane bölgeyi oluşturur.

-Bunu protein kinaz catalitik domain izler (PTK),

-Sonra C- terminal bölgesi gelir.

C

N

Reseptörler

(C) Sitoplazmik bölge

- Protein kinaz katalitik domaini iyi korunmuş ~250 aa uzunluğundadır.

C

N

Reseptörler

(C) Sitoplazmik bölge

- Protein kinaz katalitik domaini iyi korunmuş ~250 aa uzunluğundadır.

-C- terminal bölgesi tirozin fosforilasyonunun en çok meydana geldiği yerdir.

-Ancak katalitik bölgede de tirozin fosforilasyon yeri vardır, burası kinaz aktivitesi için gereklidir. C

N

Reseptörler

Reseptör Protein Tirozin Kinaz Sinyal Transdüksiyonunu Başlatır

(1) Ligand extrasellular domaine bağlanır(2) Reseptor oligomerizasyonu olur(3) Tirosine otofosforilasyona uğrar

Reseptörler

Reseptör Protein Tirozin Kinaz Sinyal Transdüksiyonunu Başlatır

(1) Ligand extrasellular domaine bağlanır(2) Reseptor oligomerizasyonu olur(3) Tirosine otofosforilasyona uğrar

Reseptörler

P

P

P

P

Reseptör Protein Tirozin Kinaz Sinyal Transdüksiyonunu Başlatır

(1) Ligand extrasellular domaine bağlanır(2) Reseptor oligomerizasyonu olur(3) Tirosine otofosforilasyona uğrar

Reseptörler

P

P

P

P

Kinaz Aktif

Diğer Proteinleri bağlar

Otofosforilasyonun iki sonucu vardır:

(1) PTK’nın katalitik aktivitesini aktive eder.(2) Konformasyonel değişiklik geçirerek sitoplazmik sinyal ileticilere bağlanılmasını sağlar.

Sin

ya

l ile

tim

i

Reseptörler

(I) Ligandın bağlanması reseptor oligomerizasyonuna neden olur

Reseptörler

• Ligand bağlanması geri-dönüşümlü, özgül ( spesifik) ve yüksek afinite’lidir.

Reseptörler

(I) Ligandın bağlanması reseptor oligomerizasyonuna neden olur

(I) Ligandın bağlanması reseptor oligomerizasyonuna neden olur

Reseptörler

• Ligand bağlanması geri-dönüşümlü, özgül ( spesifik) ve yüksek afinite’lidir.

Örnek:PDGF (platelet-derived growth faktör) (trombosit kökenli büyüme faktörü)• PDGF A ve B zincirlerinin homo ya da heterodimeri olabilir.

A BBB AA

Reseptörler

Örnek:PDGF (platelet-derived growth faktör) (trombosit kökenli büyüme faktörü)• PDGF A ve B zincirlerinin homo ya da heterodimeri olabilir. .• PDGF A zinciri sadece a PDGF reseptörüne, B zinciri hem hem de reseptörlerine bağlanabilir. PDGF-AA ancak reseptör homodimerini, ve PDGF-AB ancak - ve - reseptör oluşumunu indükleyebilirler.

AA

A B

BBBB BBA B

A BBB AA

Reseptörler

Örnek:PDGF (platelet-derived growth faktör) (trombosit kökenli büyüme faktörü)• Farklı komposisyonları farklı hücresel yanıtların oluşmasını sağlar.

AA

A B

BBBB BBA B

Reseptörler

PP PP

PP

Örnek:EGF (epidermal growth faktör)• Ligand’lar monomerik• Reseptörler homo ve heterodimerik

Protein kinaz aktif

Otofosforiasyon (Transfosforilasyon)

Protein kinazinaktif

Konformasyondeğişimi

Reseptör oligomerizasyonu

Reseptörler

Sönümlenme- Defosforilasyon- Reseptörün alınması

-(endositoz vb)

- Fosforilasyon loop’larınca negatif feed-back

PP

PP

FosfatazPP

PP

EndositozDefosforilasyon

PP

PPP

(-) feedback

• Bu protein modülleri sinyal transdüksiyon yollarındaki (pathway) özgül etkileşimleri yönlendirirler.

Protein Tirozin Kinaz (PTK) aracılığı ile sinyal iletiminde bir sonraki adım sitoplazmik proteinlerle etkileşimdir.

Protein-Protein Etkileşim Modülleri burada önem kazanır.1- Src Homoloji Proteini 2 (SH 2) domaini2- Src Homoloji Proteini 3 (SH 3) domaini

P

P

P

P SH2 SH

3

Grb2

Reseptörlerin Sitoplazmik Proteinlerle Etkileşimleri

1- Src Homoloji 2 (SH 2) domaini

• SH 2 domaini fosfotirozinli motifleri tanır.

• ~100 aa uzunluğundad.

• İlk Src ailesi proteinler ile homolojileri bulunmuştur.

• SH 2, PTK reseptöründeki otofosforile fosfotirozine dizi özgül olarak bağlanır.

SH 3 modülleri prolince-zengin dizileri tanır ve bağlanır.

~60 aa uzunluğundadır.

2- Src Homoloji 3 (SH 3) domaini

İlk Tavuk Fibrosarcom serbest hücrelerinde tanımlandı.

Sonra transformasyona neden olan bir viral onkogen olduğu bulundu. v-src

Proto- onkogenlerin ve sinyal transdüksiyon pathway’lerin keşfedilmelerine yol açmıştır.

Hala normal hücrelerdeki işlevleri tam olarak açıklanamamıştır.

Hücre zarına bağlı olarak lokalize olurlar

SRC Ailesi ile Sinyal Transdüksiyonu

SRC Ailesinin bilinen 8 üyesi vardır:

SRCLCKBLKHCKFGRYESLYN FYN

SRC

Dizileri:

(a) miristilasyon dizisi(b) unique bölge(c) SH 3 domain(d) SH 2 domain(e) katalitik domain(f) regülatör bölge

SH 3 SH 2 Protein kinazUnique

miri

stila

syon

Membran

Y Y

SRC

Miristila

syon

SH 3 SH 2 Protein kinazUnique

Membran

Y Y

(a)- Miristilasyon Dizisi• N-ucu ikinci pozisyondaki glisini ile hücre zarı bileşeni, 14 karbonlu yağ asit zinciri miristik asite eklenir.• Ko-translasyonel sentezle yapılır. • SRC’nin 1-7 aa’leri ile yine miristilli olan Piruvat Kinaz’ın N-ucuna eklenebilir.• Gli2 → Ala2 mutasyonu miristilasyonu önler.• Hücre zarında stabilizasyonu için gereklidir, fakat zorunlu değildir. Piruvat Kinaza eklenebilir.

SRC

SH 3 SH 2 Protein kinazUnique

Membran

Y Y

(b) Unique Bölge

• Bu bölge, SRC protein kinazların substratları olan özgül hücresel proteinler ile etkileşimlerini sağlar.

• Dizisi, ailenin her üyesinde farklıdır.

SRC

SH 3 SH 2 Protein kinazUnique

Membran

Y Y

(c) Katalitik Domain

• ATP’deki - fosfatın tirosine aktarılmasını katalizler.

•Otofosforilasyon yeri (Tyr416) kinaz aktivitesini artırır.

SRC

Otofosforilasyon yeri

SH3 SH2 Protein kinaseUnique

Myr

isty

latio

n

Membrane

Y Y

(d) Regülatör domain

• Aktivitesini düzenler.• C-terminal 16-19 dizisi tirosin fosforilasyon yeridir(Tyr527).

• Tyr527’nin fosforilasyonu kinaz aktivitesini inhibe eder.

SRC

• v-src, v-yes, and v-fgr viral onkogen ürünlerinde C-

terminal ucu kısalmıştır ve Tyr527 yoktur.• Bu viral onkogen ürünler normal proteinden daha fazla

katalitik aktiviteye sahiptirler.

Ayrıca;• Try527mutasyonları kinaz aktivitesini artırır.

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY Y

P

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY

Kinaz Aktivitesi

+

+++

P

SRC

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY F

+++P

Mutasyon

• Fosfataz ile Tyr527’in defosforilasyonu kinaz aktivitesini

artırır.

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY Y

P

Kinaz Aktivitesi

+

+++SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY Y

FosfatazP

SRC

Tyr527, SRC’nin kendisi tarafından fosforile edilemez.

- ATP bağlama yerindeki bir mutasyon enzimi inaktive eder.

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY Y

P

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY Y

K

ATP bağlanma yeri

RP

SRC

SH 3 SH 2Unique

Y

P

İNAKTİF

Moleküliçi Etkileşim

SRC

SH 3 SH 2 Protein kinazUniqueY YP

AKTİF

SRC Ailesinin İşlevleri

• Her farklı üyenin ekspresyon modeli de farklıdır.• Ekspresyon modeli bazı işlevleri için kanıtlar verir.

T hücreler B hücreler NK hücreler Monositler Granulositler Trombositler Fibroblastlar

Src - - + + + +++++ ++

Yes + - -/+ -/+ -/+ ++ +

Fyn ++ + + + + + +

Lck ++++ -/+ +++ - - - -

Fgr - - + ++ ++ + -

Hck - ++ - +++ ++ + -

Lyn - +++ + + ? + -/+

Blk - +++ - - - - -

SRC

SRC’nin olası substratları

• SRC’nin aktive olmuş formlarınca transformasyon;çok sayıda hücresel proteinin, SRC’nin substratlarıdan bazılarının ve onkogenik kapasitesi için kritik önemi olanların

tirozin fosforilasyonu ile aynı zamanda olur.

SRC

SRC Ailesinin İşlevleri

• Sinyal Transdüksiyonuna Katılan Proteinler

• Hücre İskelet Proteinleri

SRC

SRC Ailesinin İşlevleri

SRC’nin olası substratları

PDGF sinyal iletiminde Src

SRC, YES ve FYN

BB

BB

Src

BB

Y579Y581

Gene ekspresyonuHücre döngüsünde ilerleyiş

SRC

SRC Ailesinin İşlevleri

Heamopoietik Sinyal Transdüksiyonunda SRC Ailesi

• Hücre yüzey proteinleri üzerinden (CD 4, CD 8 gibi) bir çok sinyal transdüksiyon yolununda görev alır.

• Anti-CD 4 antibadileri ile birlikte CD 4’leri çapraz bağlar.

• Sinyallerin değerlendirmeye alınmasını sağlar.

• FYN, T hücre sinyal iletiminde önemlidir.

SRC

SRC Ailesinin İşlevleri